DNA甲基化在动植物遗传育种中的研究进展

DNA甲基化是真核生物表观遗传学重要的机制之一,对基因转录水平的表达具有重要的调控作用。近年来,DNA甲基化在动植物遗传育种领域的研究引起了人们广泛的关注。我们从DNA甲基化与基因的表达调控、动植物基因组的甲基化状态、甲基敏感扩增片段多态性方法、DNA甲基化与杂种优势,以及DNA甲基化与分子标记等方面,简要综述了国内外有关DNA甲基化在动植物遗传育种研究中的进展,着重于全基因组DNA甲基化模式在动植物遗传育种中的相关研究和应用。     

奶牛乳铁蛋白基因5非翻译区PCR­SSCP多态性分析

采用PCR-SSCP技术,对奶牛乳铁蛋白基因5^'非翻译区1122bp序列进行多态性分析。在该区所划分的5个亚片段上,发现 Blf 5^'-1(227bp),Blf 5^'-3(175bp)和Blf 5^'-5（293bp）3个DNA片段存在多态。进一步对这3个片段进行测序分析,在Blf 5^'-1序列中,发现位于转录起始位点上游-926和-915位分别有G→A及T→G点突变;在Blf 5^'-3片段中,-478位存在G的插入;Blf 5^'-5位点上,发生-28位的C颠换为A和+33位的G颠换为C两处突变。利用TFSEARCH （ver.1.3）软件对乳铁蛋白基因5^'非翻译区潜在调控元件及蛋白质结合位点进行了预测,结果显示5^'非翻译区的突变引起了蛋白质结合因子的变化。     

猪MHC-DQB、DRB近端调控区序列及其多态性

根据人MHC—DRB和MHC—DQB基因组序列和猪MHC-DRB和MHC-DQB基因外显子1设计引物,应用PCR扩增及克隆测序技术,首次得到了猪MHC-DRB和MHC-DQB基因的5上游近端调控区(URR)序列。分析发现所得序列中存在与MHCⅡ类基因表达调控有关的高度保守的W、X、Y、CCAAT及类TATA调控元件,调控元件的空间组织顺序也与其他物种相应序列的相同。利用SSCP技术在313头猪中共发现12个DRB-URR复等位基因和14个DQB-URR复等位基因,序列比对结果表明在这些复等位基因中存在丰富的多态位点,为进一步深入研究猪MHCⅡ类基因近端调控区的多态性及抗病育种研究奠定了基础。     

蒙古绵羊和哈萨克绵羊MHC-DRB3基因外显子2的多态性

采用PCR RFLP方法对蒙古绵羊和哈萨克绵羊MHC DRB3 基因第 2外显子 2 85bp的扩增产物进行多态性分析 ,共检测到 17种基因型 ,由A、B、C、D、E、F和H共 7个复等位基因控制。通过酶切图谱分析表明 ,蒙古绵羊和哈萨克绵羊的MHC DRB3 基因第 2外显子的第 15 4、16 8和 2 2 0位的碱基表现出多态性。统计分析表明 ,MHC DRB3 基因的部分基因型频率和等位基因频率在两个群体之间差异显著或极显著 (P <0 10、P <0 0 5或P <0 0 1)。χ2 适合性检验结果表明 ,蒙古绵羊和哈萨克绵羊的MHC DRB3 基因第 2外显子的HaeⅢ酶切位点均未达到Hardy Weinberg平衡状态 (P <0 0 1)。     

内蒙古蒙古族人群DYS413基因座的多态性分布

为 调查DYS413(YCAⅢ) 基因座在内蒙古蒙古族人群中的分布情况,为其应用于法医学和人类遗传学研究提供依据,采集了120例内蒙古蒙古族男性无关个体静脉血,EDTA抗凝,用酚-氯仿法抽提DNA,PCR扩增DYS413基因座,6%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,1‰硝酸银(AgNO3)染色分型。 在120例内蒙古蒙古族男性人群中共检出30个不同的单倍型,其频率介于0.0007至0.01361之间,其HD(单倍型多样性)值为0.94054。表明DYS413基因座在内蒙古蒙古族人群中分布好,对法医学和人类遗传学研究具有重要价值。Abstract： In order to provide the evidence for the application of DYS413(YCAⅢ) locus in forensic medicine and population genetics by investigating its polymorphism in the Mongolians lived in the Inner Mongolia Autonomous Region, China, to collect 120 unrelated male Mongolians’ venous blood, who lived in the Inner Mongolia Autonomous Region, and the blood is anticoagulant with EDTA, then to extract DNA by using the method of phenol-chloroform and amplify the DYS413 locus with PCR. The products were separated with 6% non-denatured polyacrylamide/bisacrylamide gels(19:1) electrophoresis and stained with 1‰ nitrate of silver(AgNO3). There are total 30 different haplotypes in Mongolians, the frequencies are from 0.0007 to 0.01361, the HD(haplotype diversity) is 0.94054. It shows that DYS413 locus is high valuable in the application of forensic medicine and population genetics.     

奶牛重要经济性状全基因组关联分析研究进展

产奶性状是奶牛最重要的生产性状, 随着平衡育种理念的提出和发展, 繁殖性状、体型性状、健康性状和长寿性等功能性状也逐渐被重视并纳入育种规划中。鉴定产奶性状和功能性状主效基因或遗传标记并将之应用于奶牛标记辅助选择可望加快遗传进展。随着高密度SNP标记的高通量检测技术的发展, 全基因组关联分析已成为鉴定畜禽重要经济性状基因的重要途径。文章对奶牛产奶性状和功能性状全基因组关联分析研究进展进行综述。     

蒙古山羊和哈萨克山羊GOLA-DRB3基因的HaeⅢ酶切多态性分析

采用限制性内切核酸酶HaeⅢ对蒙古山羊和哈萨克山羊GOLA-DRB3基因外显子2的285bp扩增产物进行了PCR-RFLP多态性分析,共检测到17种基因型,由A、B、C、D、E、F和H等7个复等位基因控制;通过酶切图谱分析发现蒙古山羊和哈萨克山羊的GOLA-DRB3基因外显子2的154、168和220位碱基表现出多态性。并对基因型频率和等位基因频率进行了统计分析,结果表明,GOLA-DRB3基因的部分基因型频率和等位基因频率在两个群体之间差异显著（P＜0.10或P＜0.05）或极显著（P＜0.01）; χ2适合性检验结果表明,蒙古山羊和哈萨克山羊的GOLA-DRB3基因外显子2的HaeⅢ酶切位点均未达到Hardy-Weinberg平衡状态（P＜0.01）。 Abstract:The exon2 of GOLA-DRB3 gene was amplified and a uniform fragment of 285bp was obtained in Mongolian Goat and Kazakh Goat.The 285bp PCR product was digested with restriction endomuclease HaeⅢ and genetic polymorphism was investigated by PCR-RFLP.Seventeen kinds of genotypes were found in two populations,which were controlled by seven alleles.There are significant differences in some genotypic frequencies and gene frequencies between the two populations（P＜0.10,P＜0.05,P＜0.01）;The results of χ2 test showed that genotypes of GOLA-DRB3 gene in two populations did not fit with Hardy-Weinberg equilibrium（P＜0.01）.     

奶牛乳铁蛋白基因5′侧翼区PCR-SSCP多态性分析

采用PCR-SSCP技术,对奶牛乳铁蛋白基因5′侧翼区1122bp序列进行多态性分析.在该区所划分的5个亚片段上,发现Blf 5′-1(227bp),Blf 5′-3(175bp)和Blf 5′-5(293bp)3个DNA片段存在多态.进一步对这3个片段进行测序分析,在Blf 5′-1序列中,发现位于转录起始位点上游-926和-915位分别有G→A及T→G点突变;在Blf 5′-3片段中,-478位存在G的插入;Blf 5′-5位点上,发生-28位的C颠换为A和 33位的G颠换为C两处突变.利用TFSEARCH (ver.1.3)软件对乳铁蛋白基因5′侧翼区潜在调控元件及蛋白质结合位点进行了预测,结果显示5′侧翼区的突变引起了蛋白质结合因子的变化.     

纯种与杂种鸡之间肝脏组织基因差异表达及其与肉用性状杂种优势的关系

以白洛克肉鸡 (EE)、中国丝羽乌骨鸡 (CC)、农大褐 (DD)和白来航 (AA) 4个纯种鸡为材料 ,进行 4× 4完全双列杂交 ,共得到 16种杂交组合。应用mRNA差异显示技术 (DDRT PCR)检测了 8周龄纯种和杂种鸡之间肝脏组织基因的差异表达。结果表明 ,在纯种和杂种间共有 8种 15类基因差异表达模式 ,杂种和纯种之间基因表达存在明显的差异。对各种基因差异表达模式与 10个肉用性状的杂种优势率进行相关分析发现 ,表达一致型P8(t1111)与肉用性状的杂种优势率相关不显著 (P >0 0 5) ,这说明杂种优势的形成与某些基因的差异表达有关 ;正交或反交特异表达型P4(t0 10 0、t0 0 10 )与 8周龄个体重、腿肌重、半净膛重、全净膛重相关显著 (P <0 0 5) ,与胸肌重相关极显著 (P <0 0 1) ;单亲特异表达型P1(t10 0 0、t0 0 0 1)与腹脂重相关显著 (P <0 0 5) ,与体斜长相关极显著 (P <0 0 1) ;双亲特异表达型P7(t10 0 1)与腿肌重、翅重、半净膛重、肌间脂宽的杂种优势率相关显著 (P <0 0 5) ;正交或反交单亲表达一致型P2 (t110 0、t0 0 11、t10 10、t0 10 1)与肌间脂宽的杂种优势率相关显著 (P <0 0 5) ;单亲表达一致型P5(t1110、t0 111)胫骨长的杂种优势率相关显著 (P <0 0 5)。     

鸡杂种与纯种间CIDH基因的差异表达及其与杂种优势的关系

运用银染mRNA差异显示技术进行鸡杂种优势分子遗传机理研究。在检测白洛克肉鸡(EE)和丝毛乌骨鸡(CC)纯种及其正反交杂种间的mRNA差异表达情况时,发现一个只在杂种表达的475bp的cDNA片段:CE15A15。经过反向Northern印记杂交和RT-PCR验证,发现该片段在杂种中表达增强。序列比对结果表明该片段与鸡部分cDNA序列(ID:AW198493)的相似程度高达97％,而这一序列又相似于墨西哥野鼠的细胞质异柠檬酸脱氢酶(CIDH)基因(ID:AF048831),说明CI15A15为鸡CIDH基因的部分cDNA。表型数据的统计分析表明,丝毛乌骨鸡(CC)和白洛克肉鸡(EE)正反交杂种(CE、EC)的活重和屠体性状与同期纯种相比都具有负优势,而脂肪性状则具有不同程度的正优势。由于CIDH直接参与了动物机体脂肪酸合成代谢,由此推断,该cDNA片段在鸡纯种和杂种中的差异表达可能与杂种优势形成有关。